Propulsão nuclear é a aposta para viabilizar futuras missões tripuladas ao planeta Marte

A imensidão do universo, com mais de dois bilhões de galáxias em um volume observável de 93 mil anos-luz de diâmetro, impõe barreiras físicas severas à exploração espacial. Mesmo a Via Láctea, que abriga entre 100 e 400 bilhões de estrelas e possui 100 mil anos-luz de extensão, apresenta distâncias que tornariam qualquer viagem interestelar um processo de séculos ou milênios com a tecnologia atual.

O principal entrave para alcançar outras estrelas reside na teoria da relatividade de Einstein e na necessidade de quantidades massivas de energia para atingir frações da velocidade da luz. Diante desse cenário, a engenharia aeroespacial evoluiu de projetos ambiciosos para veículos miniaturizados e automatizados, com a pesquisa migrando de agências governamentais para institutos privados e organizações sem fins lucrativos.

Destinos potenciais e a referência de Próxima b

O avanço no estudo de exoplanetas nas últimas duas décadas permitiu a confirmação de 6.333 planetas em 4.747 sistemas estelares. Desse total, apenas 222 são classificados como terrestres. Em um raio de 50 anos-luz da Terra, foram identificados 31 planetas rochosos, sendo que 30 deles orbitam estrelas anãs vermelhas do tipo M.

O alvo mais viável para missões futuras é o Próxima b, localizado a 4,25 anos-luz de distância. Descoberto em 2016, o planeta possui massa e tamanho similares aos da Terra e orbita a zona habitável de sua estrela. Contudo, sua habitabilidade é debatida por cientistas devido ao acoplamento de maré — onde uma face está permanentemente voltada para o sol — e a uma temperatura superficial média estimada em -39 °C.

A evolução da propulsão nuclear

Durante a Corrida Espacial (1958-1972), a competição entre Estados Unidos e União Soviética impulsionou o desenvolvimento de reatores nucleares para motores espaciais. Essas pesquisas fundamentaram duas categorias principais de propulsão:

• Propulsão Térmica Nuclear (NTP): Utiliza um reator de fissão para aquecer hidrogênio líquido, gerando plasma. Oferece forte aceleração, com velocidade de escape entre 8.000 e 9.000 m/s.
• Propulsão Elétrica Nuclear (NEP): O reator gera eletricidade para um motor iônico (efeito Hall) que ioniza propelentes como o xenônio. Embora a aceleração inicial seja menor, o empuxo é constante, atingindo velocidades de escape de até 98.067 m/s.

Nos EUA, o projeto Rover (1955) e, posteriormente, o motor NERVA (1965), testado pela NASA até 1969, foram marcos da propulsão térmica. Apesar do sucesso nos testes de reatores, o programa NERVA foi encerrado em 1973 sem chegar a voar.

Mais recentemente, o astronauta Franklin Chang-Díaz desenvolveu o motor VASIMR, que utiliza células magnéticas e ondas de rádio para aquecer hidrogênio a mais de 50.000 °C, transformando-o em plasma. Através da empresa Ad Astra e de parcerias com a NASA via programa NextSTEP, busca-se criar propulsão elétrica de alta potência que poderia reduzir viagens espaciais para 39 dias. Entretanto, mesmo esses sistemas são insuficientes para missões interestelares; um foguete nuclear levaria cerca de mil anos para orbitar Próxima b.

O Projeto Orion e a propulsão por pulso nuclear

Uma alternativa mais radical surgiu em 1946, no Laboratório Nacional de Los Álamos, quando Stanislaw Ulam propôs a propulsão por pulso nuclear (NPP). O conceito consistia em detonar bombas de fissão descartáveis atrás da nave, utilizando uma placa de amortecimento com molas e sistemas pneumáticos para converter as explosões em aceleração.

Esse conceito evoluiu para o Projeto Orion, liderado por Ted Taylor e Freeman Dyson. Cálculos de Dyson indicaram que, utilizando bombas de hidrogênio com 25% de eficiência energética, a nave poderia atingir 3,3% da velocidade da luz, reduzindo a viagem até Próxima Centauri para 129 anos. Em configurações otimizadas, a velocidade poderia chegar a 5% da luz, completando o trajeto em 85 anos.

A viabilidade do Projeto Orion foi descartada devido a três fatores principais:

1. Risco Ambiental: A decolagem da Terra causaria chuva radioativa atmosférica.
2. Logística: A massa da nave, estimada entre 300 mil e 400 mil toneladas, era irrealista.
3. Legislação: O Tratado de Proibição Parcial de Ensaios Nucleares de 1963 proibiu explosões nucleares no espaço, na atmosfera e sob a água.

Atualmente, a propulsão nuclear vive um renascimento, porém focada em missões interplanetárias, como as futuras viagens tripuladas a Marte.